葛蕊干

摘要：以苏教版《化学反应原理》专题2第二单元“化学反应的方向与限度”第1课时为例，通过在化学概念教学中建构有效情境、设置问题探究、穿插化学史、渗透生命教育等进行教学，让学生在化学课堂上“心动、脑动、手动、情动、感动”，促进学生主动参与化学课堂。

关键词：有效情境；主动参与；策略

文章编号：1008-0546（2014）04-0035-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

一、问题提出的背景

建构主义理论认为，知识不是被动接受的，而是认知主体积极自我建构的。主动参与是指学生在课堂学习中表现出强烈的主体意识和自我意识，包括主动参与和主动学习。主动参与的行为应该是参与者基于原本的生活经验和学习基础主动发起的、自愿的、平等互助的行为。在教学中，教师是学习的主导，学生是学习的主体，学生在教师引导和同伴互助下，主动地建构关于现实知识的过程，并达成相关课程的学习目标。

以往的高中化学教学，特别是关于化学概念的教学多采用“注入式”，把学生当成一个被动的接受者，往往忽视学生已有的认知和体验，导致学生认识上的矛盾冲突无法解决，更不能使这种矛盾冲突为学生学习新的化学概念服务。在化学教学中，教师应该创设有效的课堂学习情境，推进学生积极主动地参与化学课堂，全面提高学生的化学学科素养，使化学课堂散发生命活力。笔者在江苏省教育学会化学教学专业委员会2013年学术年会的观摩课上对促进学生主动参与化学课堂的策略做了一些尝试，下面以苏教版“化学反应的方向与限度”第1课时为例进行探讨。

二、促进学生主动参与学习的化学课堂教学策略

1. 从已知到未知，创设情境让学生“心动”

知识总是在一定的情境下产生和发展的。教学应该以学生已有的概念为起点，通过主动学习解决认知矛盾，建构更科学的概念。学生的生活体验和能力是逐步增强的，学生头脑中的化学概念的形成也是由模糊到清晰，由片面到全面的渐进过程。

教学片断Ⅰ：感知“方向”

[教师]人类追求客观真理和知识的过程是曲折的、分阶段的。我们高一时做过碳酸钠与碳酸氢钠分别与盐酸反应的反应。

[演示实验]在两个锥形瓶中分别放入等体积、等浓度的盐酸，在红色气球中放一药匙的碳酸钠固体，在黄色气球中放一药匙的碳酸氢钠固体，观察反应现象。

[学生]描述实验现象：黄色气球体积更大，锥形瓶中的反应更剧烈。

[教师]在化学反应中我们会很自然关注物质的变化，实际上伴随着物质变化的还有什么变化？

[学生]能量变化。

说明：碳酸钠、碳酸氢钠分别与盐酸的反应学生是熟悉的，但是没有从能量方面考虑过这两个焓变不同的化学反应为什么都可以自发进行，教学中创设这个情境，很好地引出能量判据，并引发矛盾，从而引出熵变判据。教学中运用这些已知的知识，引导学生得出相关判据，突出“熵”的概念的形成。

2. 大胆猜想、小心求证，让学生“脑动手动”

科学史上很多进步都与大胆假设密不可分，学会合理假设是学生科学探究的重要组成部分，通过培养学生合理猜想和假设的能力，可以培养学生的学科素养，发展学生对科学活动的预见性。化学是一门实验科学，化学概念的建立与化学规律的发现必须以事实为依据，实验事实是求证猜想的最佳途径，实验和科学探究密不可分。

教学片断Ⅱ：

[教师]你以前关注过这两个反应的能量变化吗？（没有）那今天我们就来特别关注一下其中的能量变化。在做实验之前请你先预测一下反应结果。为什么？

[学生]有可能是放热的，但是放热不一样多。因为这两个反应都可以自发进行。

[教师]我们先来做定性实验。

[学生实验]取两支洁净干燥的小试管，向其中分别加入适量的碳酸钠和碳酸氢钠固体（约1/2药匙），再用胶头滴管分别向其中加入两滴管3mol/L的盐酸。

[学生]碳酸氢钠固体与盐酸反应是吸热的，碳酸钠固体与盐酸反应好像是放热的。

[教师]每个人的感觉有可能不一样，让我们用数据来说话。

[学生定量实验]用灵敏数字温度计先测定盐酸的温度，再测定反应后液体的温度。

[学生2]碳酸钠固体与盐酸反应温度明显升高，碳酸氢钠固体与盐酸反应温度明显降低。

说明：让学生猜想时要注意引导学生说出猜想的理由，防止学生猜想的随意性。在化学概念的教学中，用实验作为载体，借助直观的实验现象来阐述抽象的科学知识。从猜想到求证时引发的矛盾更能激起学生的求知欲和主动参与化学课堂的激情。

3. 概念因需而生，让学生“情动”

科学史上，每个概念都是因需而生、浑然天成的产物，不仅合情合理，甚至很有人情味。从克劳修斯、玻尔兹曼到吉布斯，“熵”概念的提出、发展和广泛应用都有其巨大的学科价值、社会价值。但是很多时候教师仅仅简单介绍化学史，略显生硬。笔者尝试将化学史融入到学生的学习过程中，让学生和化学家一起发现问题，并且为了解决实际问题，必须要引入新的物理量，让学生深切感受到概念并不是枯燥的，是有其自己强大的生命力的。

教学片断Ⅲ：理解 “方向”

[思考1]为什么碳酸钠与盐酸的反应能够自发进行？

[学生]能量有从高能量到低能量变化的趋势。能量降低是使得化学反应能够自发进行的因素。

[教师]能量趋于降低是判断化学反应方向的唯一判据吗？有没有什么反应可以说明问题？

[思考2]为什么碳酸氢钠与盐酸在室温下也能自发进行？

（矛盾冲突）除了能量肯定还有其他因素在制约化学反应的方向，是什么呢？

[教师]回顾我们上课前看的一段视频，我们发现火柴散落后会自发变得怎么样？endprint

（说明：上课前用视频引出化学反应方向的课题，视频是笔者自己拍摄的，并且在后期用会声会影软件制作时间轴倒转效果。分别表现了火柴散落出去，再重新按原路径回到火柴盒中； 烧杯中的水泼出去，再回到烧杯中。）

[学生]乱！

[教师]所以混乱度应该也是使得过程和反应自发的因素之一。那么如何定量的描述一个体系的混乱度呢？这时我们需要一个新的物理量。

[化学史]160多年前科学家就做了非常多的探索。

（1）1855年德国科学家克劳修斯首次提出entropy（熵）的概念，这是表示封闭体系杂乱程度的一个量，entropy（熵）是希腊语“变化”的意思。

（2）1877年，奥地利科学家玻尔兹曼用下面的关系式来表示系统无序性的大小：S=klnΩ，这就是玻尔兹曼熵公式，被后人称为影响世界的十个公式之一。

（3）这个概念传到中国是1923年，德国物理学家普朗克来南京第四中山大学讲学，我国著名的物理学家胡刚复教授担任翻译，将entropy翻译为“熵”，从此为浩瀚的汉文字库中增加了一个新字。

[讲解]衡量体系混乱度的物理量叫做熵，符号：S，单位：J·mol-1·K-1

反应前后体系熵的变化叫做熵变。

ΔS>0 （熵增）：表示体系混乱度增大。

ΔS<0 （熵减）：表示体系混乱度减小。

[教师]现在你能解释为什么碳酸氢钠与盐酸在室温下也能自发进行吗？

[学生]在碳酸氢钠与盐酸的反应过程中，从反应的整体过程看，反应是吸热的，但是熵值是增大的，这是反应得以自发进行的主要原因。

[教师]对于NH4Cl（s）= NH3（g）+ HCl（g）；NH3（g）+ HCl（g）=NH4Cl （s）这两个反应能否自发进行？

[学生]不知道，因为能量判据和熵变判据矛盾。

[引导]能否从实验事实的角度进行解释？

[学生]第一个反应高温下可以自发进行，第二个反应低温下可以自发进行。

[继续引导]对你有什么启示？如何判断反应的自发性？

[学生]判断反应的自发性要结合能量判据和熵变判据，有时候还要考虑温度。

[化学史]1878年，美国著名科学家吉布斯经过大量研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是ΔG = ΔH - TΔS

ΔG =ΔH - TΔS < 0 反应能自发进行。

ΔG =ΔH - TΔS > 0 反应不能自发进行 。

说明：熵的概念学习和理解过程贯穿从高中化学学习到高等教育的始终，在建构“熵”的概念时，将学生遇到的问题与化学史有机结合起来，让学生感悟科学探究的曲折和艰辛，体会到某些规律的获得是一代又一代人努力的结果，激发学生追求科学、勇于创新的情感，培养学生成为事物规律的发现者而不是守卫者。

4. 渗透生命教育，让学生“感动”

生命教育，是直面生命和人的生死问题的教育；生命教育，就是对学生的生命活动进行关怀，让学习的过程成为一种享受生命的过程。化学课堂上有很多时机可以渗透生命教育，让学生在学习化学的过程中，学会尊重生命，学会积极的生存，感受生命的美好、理解生命的意义。

教学片断Ⅳ：

[教师]熵给了我们一个化学的观点，更给了我们一个看世界的眼光。最后给大家介绍一本书：薛定谔写的《生命是什么》，它不仅是一本书，更是一个化学事件，是一个伟大的科学家第一次从熵和热力学角度解释了生命。人为什么最终不可避免要面对死亡？人的一生从整体上看就可以认为是一个不断熵增的过程，但即使死亡不可避免，我们仍然会努力地活着、幸福地活着！

总之，学生主动参与学习的化学课堂是需要教师有全新的教学理念，课上让学生“心动、脑动、手动、情动”，最后升华为“感动”，最大限度地促进学生主动参与课堂的各个环节，使化学课堂焕发新的活力。教育是什么？爱因斯坦的回答是“把所学的东西都忘了，剩下的就是教育。”知识是容易教授的，技能是容易训练的，但学科精神、人文涵养的培养是需要用时、用心、用情的。

参考文献

[1] 熊士荣，杨承印. 促进学生主动参与学习的化学课堂教学设计[J].中学化学教学参考，2009，（6）endprint

（说明：上课前用视频引出化学反应方向的课题，视频是笔者自己拍摄的，并且在后期用会声会影软件制作时间轴倒转效果。分别表现了火柴散落出去，再重新按原路径回到火柴盒中； 烧杯中的水泼出去，再回到烧杯中。）

[学生]乱！

[教师]所以混乱度应该也是使得过程和反应自发的因素之一。那么如何定量的描述一个体系的混乱度呢？这时我们需要一个新的物理量。

[化学史]160多年前科学家就做了非常多的探索。

（1）1855年德国科学家克劳修斯首次提出entropy（熵）的概念，这是表示封闭体系杂乱程度的一个量，entropy（熵）是希腊语“变化”的意思。

（2）1877年，奥地利科学家玻尔兹曼用下面的关系式来表示系统无序性的大小：S=klnΩ，这就是玻尔兹曼熵公式，被后人称为影响世界的十个公式之一。

（3）这个概念传到中国是1923年，德国物理学家普朗克来南京第四中山大学讲学，我国著名的物理学家胡刚复教授担任翻译，将entropy翻译为“熵”，从此为浩瀚的汉文字库中增加了一个新字。

[讲解]衡量体系混乱度的物理量叫做熵，符号：S，单位：J·mol-1·K-1

反应前后体系熵的变化叫做熵变。

ΔS>0 （熵增）：表示体系混乱度增大。

ΔS<0 （熵减）：表示体系混乱度减小。

[教师]现在你能解释为什么碳酸氢钠与盐酸在室温下也能自发进行吗？

[学生]在碳酸氢钠与盐酸的反应过程中，从反应的整体过程看，反应是吸热的，但是熵值是增大的，这是反应得以自发进行的主要原因。

[教师]对于NH4Cl（s）= NH3（g）+ HCl（g）；NH3（g）+ HCl（g）=NH4Cl （s）这两个反应能否自发进行？

[学生]不知道，因为能量判据和熵变判据矛盾。

[引导]能否从实验事实的角度进行解释？

[学生]第一个反应高温下可以自发进行，第二个反应低温下可以自发进行。

[继续引导]对你有什么启示？如何判断反应的自发性？

[学生]判断反应的自发性要结合能量判据和熵变判据，有时候还要考虑温度。

[化学史]1878年，美国著名科学家吉布斯经过大量研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是ΔG = ΔH - TΔS

ΔG =ΔH - TΔS < 0 反应能自发进行。

ΔG =ΔH - TΔS > 0 反应不能自发进行 。

说明：熵的概念学习和理解过程贯穿从高中化学学习到高等教育的始终，在建构“熵”的概念时，将学生遇到的问题与化学史有机结合起来，让学生感悟科学探究的曲折和艰辛，体会到某些规律的获得是一代又一代人努力的结果，激发学生追求科学、勇于创新的情感，培养学生成为事物规律的发现者而不是守卫者。

4. 渗透生命教育，让学生“感动”

生命教育，是直面生命和人的生死问题的教育；生命教育，就是对学生的生命活动进行关怀，让学习的过程成为一种享受生命的过程。化学课堂上有很多时机可以渗透生命教育，让学生在学习化学的过程中，学会尊重生命，学会积极的生存，感受生命的美好、理解生命的意义。

教学片断Ⅳ：

[教师]熵给了我们一个化学的观点，更给了我们一个看世界的眼光。最后给大家介绍一本书：薛定谔写的《生命是什么》，它不仅是一本书，更是一个化学事件，是一个伟大的科学家第一次从熵和热力学角度解释了生命。人为什么最终不可避免要面对死亡？人的一生从整体上看就可以认为是一个不断熵增的过程，但即使死亡不可避免，我们仍然会努力地活着、幸福地活着！

总之，学生主动参与学习的化学课堂是需要教师有全新的教学理念，课上让学生“心动、脑动、手动、情动”，最后升华为“感动”，最大限度地促进学生主动参与课堂的各个环节，使化学课堂焕发新的活力。教育是什么？爱因斯坦的回答是“把所学的东西都忘了，剩下的就是教育。”知识是容易教授的，技能是容易训练的，但学科精神、人文涵养的培养是需要用时、用心、用情的。

参考文献

[1] 熊士荣，杨承印. 促进学生主动参与学习的化学课堂教学设计[J].中学化学教学参考，2009，（6）endprint

（说明：上课前用视频引出化学反应方向的课题，视频是笔者自己拍摄的，并且在后期用会声会影软件制作时间轴倒转效果。分别表现了火柴散落出去，再重新按原路径回到火柴盒中； 烧杯中的水泼出去，再回到烧杯中。）

[学生]乱！

[教师]所以混乱度应该也是使得过程和反应自发的因素之一。那么如何定量的描述一个体系的混乱度呢？这时我们需要一个新的物理量。

[化学史]160多年前科学家就做了非常多的探索。

（1）1855年德国科学家克劳修斯首次提出entropy（熵）的概念，这是表示封闭体系杂乱程度的一个量，entropy（熵）是希腊语“变化”的意思。

（2）1877年，奥地利科学家玻尔兹曼用下面的关系式来表示系统无序性的大小：S=klnΩ，这就是玻尔兹曼熵公式，被后人称为影响世界的十个公式之一。

（3）这个概念传到中国是1923年，德国物理学家普朗克来南京第四中山大学讲学，我国著名的物理学家胡刚复教授担任翻译，将entropy翻译为“熵”，从此为浩瀚的汉文字库中增加了一个新字。

[讲解]衡量体系混乱度的物理量叫做熵，符号：S，单位：J·mol-1·K-1

反应前后体系熵的变化叫做熵变。

ΔS>0 （熵增）：表示体系混乱度增大。

ΔS<0 （熵减）：表示体系混乱度减小。

[教师]现在你能解释为什么碳酸氢钠与盐酸在室温下也能自发进行吗？

[学生]在碳酸氢钠与盐酸的反应过程中，从反应的整体过程看，反应是吸热的，但是熵值是增大的，这是反应得以自发进行的主要原因。

[教师]对于NH4Cl（s）= NH3（g）+ HCl（g）；NH3（g）+ HCl（g）=NH4Cl （s）这两个反应能否自发进行？

[学生]不知道，因为能量判据和熵变判据矛盾。

[引导]能否从实验事实的角度进行解释？

[学生]第一个反应高温下可以自发进行，第二个反应低温下可以自发进行。

[继续引导]对你有什么启示？如何判断反应的自发性？

[学生]判断反应的自发性要结合能量判据和熵变判据，有时候还要考虑温度。

[化学史]1878年，美国著名科学家吉布斯经过大量研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是ΔG = ΔH - TΔS

ΔG =ΔH - TΔS < 0 反应能自发进行。

ΔG =ΔH - TΔS > 0 反应不能自发进行 。

说明：熵的概念学习和理解过程贯穿从高中化学学习到高等教育的始终，在建构“熵”的概念时，将学生遇到的问题与化学史有机结合起来，让学生感悟科学探究的曲折和艰辛，体会到某些规律的获得是一代又一代人努力的结果，激发学生追求科学、勇于创新的情感，培养学生成为事物规律的发现者而不是守卫者。

4. 渗透生命教育，让学生“感动”

生命教育，是直面生命和人的生死问题的教育；生命教育，就是对学生的生命活动进行关怀，让学习的过程成为一种享受生命的过程。化学课堂上有很多时机可以渗透生命教育，让学生在学习化学的过程中，学会尊重生命，学会积极的生存，感受生命的美好、理解生命的意义。

教学片断Ⅳ：

[教师]熵给了我们一个化学的观点，更给了我们一个看世界的眼光。最后给大家介绍一本书：薛定谔写的《生命是什么》，它不仅是一本书，更是一个化学事件，是一个伟大的科学家第一次从熵和热力学角度解释了生命。人为什么最终不可避免要面对死亡？人的一生从整体上看就可以认为是一个不断熵增的过程，但即使死亡不可避免，我们仍然会努力地活着、幸福地活着！

总之，学生主动参与学习的化学课堂是需要教师有全新的教学理念，课上让学生“心动、脑动、手动、情动”，最后升华为“感动”，最大限度地促进学生主动参与课堂的各个环节，使化学课堂焕发新的活力。教育是什么？爱因斯坦的回答是“把所学的东西都忘了，剩下的就是教育。”知识是容易教授的，技能是容易训练的，但学科精神、人文涵养的培养是需要用时、用心、用情的。

参考文献

[1] 熊士荣，杨承印. 促进学生主动参与学习的化学课堂教学设计[J].中学化学教学参考，2009，（6）endprint